怎样对钛合金攻丝
钛钛合金专用丝锥
钛钛合金专用丝锥众所周知，钛合金已成为机械尤其是航空工业最重要的工程材料之一，获得了越来越广泛的应用。
但是，钛合金又是一种典型的难加工材料，切削性能比较差，而在钛合金材料上，用丝锥攻制内螺纹尤其困难，需要进行优化设计。
一、钛合金的切削加工性能特点1.钛合金材料特点钛及其合金同其他金属材料比较，具有3 个显着的优点：比强度高、中温性能好、耐腐蚀。
在室温下，钛合金的比拉伸强度为高强度结构钢的1.26倍、高强度铝合金的1.38倍。
在400～550℃温度范围内，钛合金的比持久强度、比蠕变强度和比疲劳强度都优于耐热不锈钢。
钛合金从金属组织上可分为α相钛合金、β相钛合金和（α+β）相钛合金。
硬度及强度按α相、（α+β）相、β相的次序增加，而切削加工性按这个次序下降。
2.钛合金切削加工特点钛合金的硬度大于350HBS或300HBS都难进行切削加工，但困难的原因不在于硬度方面，而在于钛合金本身的力学、化学、物理性能间的综合，切削加工特点表现为：变形系数小；切削温度高；主切削力小而背向力大；切屑呈挤裂状，加工表面易生成硬脆变质层；粘刀现象严重。
3.钛合金内螺纹攻丝特点由于钛合金的诸多特性，在钛合金材料上进行内螺纹攻丝，是钛合金切削加工中最困难的工序，尤其对于小孔螺纹的加工更加困难，而且离不开丝锥攻制。
主要表现为攻螺纹总扭矩大，约为45钢攻螺纹扭矩的2倍；丝锥刀齿过快磨损、崩刃，甚至被“咬死”而折断。
其主要原因是钛合金弹性模量太小，已加工的螺纹表面会产生很大回弹，给丝锥刀齿的侧后面及齿顶后面很大的法向力，从而造成很大的摩擦扭矩；加之切削温度高、切屑有粘刀现象不易排除、切削液不易到达切削区等；加工表面容易产生应力集中，并形成硬脆层，被加工螺纹表面质量较差。
二、NORIS钛及钛合金专用型丝锥的设计特点1.校准部分锥度所有NORIS钛合金专用丝锥校准部分都有较大的锥度，以减小摩擦，防止加工后钛合金回弹对丝锥“咬死”而折断。
钛合金的切削加工
钛的海洋1.钛合金可分为哪几类 ?钛是同素异构体, 熔点为1720℃, 在低于882℃时呈密排六方晶格结构, 称为α钛; 在 882℃以上呈体心立方品格结构 , 称为β钛。
利用钛的上述两种结构的不同特点, 添加适当的合金元素, 使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。
室温下 , 钛合金有三种基体组织 , 钛合金也就分为以下三类 :(1)α钛合金 : 它是α相固溶体组成的单相合金 , 不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下 , 均是α相, 组织稳定 , 耐磨性高于纯钛 , 抗氧化能力强。
在500℃~600℃的温度下 , 仍保持其强度和抗蠕变性能 , 但不能进行热处理强化 , 室温强度不高。
(2)β钛合金 : 它是β相固溶体组成的单相合金 , 未热处理即具有较高的强度 , 淬火、时效后合金得到进一步强化 , 室温强度可达 1372~1666 MPa;但热稳定性较差 , 不宜在高温下使用。
(3)α+β钛合金 : 它是双相合金 , 具有良好的综合性能 , 组织稳定性好 , 有良好的韧性、塑性和高温变形性能 , 能较好地进行热压力加工 , 能进行淬火、时效使合金强化。
热处理后的强度约比退火状态提高 50%~100%;高温强度高 , 可在400℃~500℃的温度下长期工作, 其热稳定性次于α钛合金。
三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金 ; α钛合金的切削加工性最好 , α+p 钛合金次之 , β钛合金最差。
α 钛合金代号为 TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为 TC。
2.钛合金有哪些性能和用途 ?钛是一种新型金属 , 钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关 , 最纯的碘化钛杂质含量不超过 0.1%, 但其强度低、塑性高。
99.5%工业纯钛的性能为 : 密度ρ=4.5g/cm3, 熔点为 1800℃, 导热系数λ=15.24W/(m.K), 抗拉强度ζb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量 E=1.078×105MPa,硬度 HB195。
钛合金切削挤压复合攻丝研究
1997210209收到,1998202216收到修改稿航空科学基金资助课题钛合金切削挤压复合攻丝研究徐九华 王 珉(南京航空航天大学机电工程学院,南京,210016)COM B INED CUT AND FOR M FAPP ING OF INTERNAL THREAD SIN T ITAN IU M ALLOYXu J iuhua ,W ang M in(M echanical Engineering Institute ,N anjing U niversity of A eronautics and A stronautics ,N anjing ,210016)摘 要 将切削挤压复合攻丝新方法成功地用于高强度钛合金内螺纹的加工,这种方法不仅可以减小挤压扭矩而且能够强化螺纹根部。
加工的挤压螺纹表面有一层纤维沿其牙形连续分布。
利用云纹干涉法测得牙根处的最大残余压应力为120M Pa 左右。
疲劳对比试验结果表明,在相同应力水平下,经挤压强化螺纹的疲劳寿命大约是未强化螺纹的3倍,这主要归因于挤压螺纹表面高的残余压应力,高的纤维密度和低的粗糙度。
关键词 挤压强化 钛合金 加工硬化 残余应力中图分类号 V 261.2Abstract A new th read tapp ing m ethod ,called com bined cut and fo r m tapp ing ,w as success 2fully used fo r p roducing th reads in h igh strength titanium alloy ,w h ich m ay no t only reduce fo r m ing to rque but also strengthen the th read roo t w here initial fatigue crack s very often occur .T he m icro structure of the th read m ach ined by fo r m tapp ing show ed a layer of fine fiber distribu 2ti on along the th read p rofile .R esidual stresses near the roo t m easured by mo ire interferom etry w ere about -120M Pa ,depending on different fo r m ing conditi ons .T he result of fatigue tests show ed that average fatigue lives of strengthened th reads by fo r m ing tap w ere about th ree ti m eslonger than tho se of cut th reads at the sam e stress level.T hat could be contributed to the h igh comp ressive residual stress ,the h igh fiber density and the decrease in surface roughness.Key words fo r m tapp ing ,titanium alloy ,w o rk 2hardening ,residual stress图1 挤压螺纹的形成过程 内螺纹冷挤压成形是利用挤压丝锥锥部的棱齿挤压工件底孔上的金属并使之沿轴向和径向塑性流动而形成内螺纹的,如图1所示[1]。
钛合金攻螺纹技术及丝锥改进
钛合金攻螺纹技术及丝锥改进【摘要】钛合金是一种比重小、强度高、耐腐蚀和耐热等特性的金属结构材料。
钛合金攻螺纹切削时刀具极易磨损，刀具寿命很短。
通过对钛合金攻螺纹过程受力分析，将丝锥直槽变为螺旋槽，可以使切削热和切削力不至于过分集中于切削刃附近，改善散热条件，也可加强切削刃，减少崩损。
【关键字】钛合金、攻螺纹、金属结构材料、热处理强化、丝锥直槽、螺旋槽 钛合金是一种比重小、强度高、耐腐蚀和耐热等特性的金属结构材料。
TA7属单相组织的α型钛合金，不能热处理强化，通常在退火状态下使用，具有良好的热稳定性和热强性。
TC4属双粗组织的βα+型合金，有较高的力学性能和高温变形能力，良好的韧性和塑性，能进行各种热加工和热处理强化。
钛合金在100~150c ︒仍有很高的强度，被广泛应用于火箭发动机外壳、航空发动机气机盘、叶片、结构锻件等。
1.钛合金攻螺纹切削过程特点钛合金是一种难切削材料，突出特点是刀具极易磨损，刀具寿命很短。
主要体现在：（1）切削层变形小由于钛合金的塑性低和钛的化学活泼性高，在高的切削温度下化学亲和性很强，容易与大气中的氧、氮等元素化合，从而脆性降低，切削变形小。
（2）切削温度高钛合金导热性很差，导热系数只相当于45钢的1/5~1/7切削热不容易传出，集中在切削区和切削刃附近较小范围内。
（3）冷硬现象严重一是切削过程中产生的塑性变形，另一方面在高的切削温度下，钛很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮，冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损程度。
（4）刀具容易磨损主要有机械磨损：毛坯余量和组织不均匀，硬皮与刀具表面接触发生强烈的机械摩擦，使刀具受到不均匀的负荷造成崩刃现象。
此外切削过程中已加工表面较大的弹性恢复，也使刀具磨损。
粘接磨损：钛合金对刀具材料的亲和性很强，在切削温度高和切削力大的条件下，很容易与刀具中的某些元素如C 、Ti 、C o 等粘附在一起，随切屑的流出带走刀具材料中的质点。
简述钛合金材料的机械加工工艺
简述钛合金材料的机械加工工艺【摘要】钛合金材料具有抗蚀性能好、力学性能佳、强度高、质量轻等优点，因此被广泛应用，但钛合金材料也具有硬度高、塑性低、导热系数低、弹性模量低等缺点，所以钛合金材料的切削加工性能较差。
为此，本文就钛合金材料的机械加工工艺进行介绍。
【关键词】钛合金材料机械加工切削加工1 引言钛合金材料具有诸多优缺点，而其缺点包括硬度高、塑性低、导热系数低、弹性变形大、弹性模量低等。
因此，钛合金加工过程，导热系数小定会使材料的切削温度过高；比热小定会使材料的局部温升过快，进而降低刀具的使用寿命；弹性模量低定会加剧材料表面的加工回弹，进而导致刀具磨损或者崩刃；高温环境里，化学活性强定会加剧其与氮、氢、氧间的化学作用，进而增加机械加工的难度。
此外，钛合金加工过程，切削条件、刀具材料、切削加工时间均会对切削加工的综合效率造成影响，因此钛合金材料切削加工过程，必须对相关方面进行严格控制。
2 钛合金材料的机械加工工艺钛合金材料的机械加工工艺种类繁多，比如电火花加工、铣削、车削、磨削、钻削、攻丝等。
钛合金材料的机械加工过程，刀具材料、切削液、加工工艺参数、刀具几何参数均属重要的影响因素，因此必须予以高度重视。
（1）切削液。
钛合金材料的切削加工过程，切削液的使用既能降低刀刃的热量，也能冲走切屑，进而实现切削力的降低，可见切削液的使用必须合理，如此方能实现零件加工表面质量以及生产效率的改善。
目前，常用的切削液包括非水溶性油质溶液、水基可溶性油质溶液、水或碱性水溶液三种。
（2）刀具材料。
由前文可知，钛合金材料具有硬度高、塑性低、导热系数低的缺点，因此加工过程势必表现出切削温度高、切削力度大的特点，进而加剧刀具的磨损以及降低刀具的使用寿命，可见所选刀具材料必须具有耐磨性高、硬性强的特点。
目前，常用的刀具材料包括高速钢牌号、硬质合金牌号、涂层刀具（抗粘结性能强、抗氧化性能强、耐磨性好等）、立方氮化硼刀具（热硬性高、硬度高等）、聚晶金刚石刀具（硬度高、耐磨性高、导热性高、摩擦系数低等）五种。
攻丝的难点及解决方法
攻丝的难点及解决方法说到加工中的困难工序，攻丝应该归入最困难的一类。
在一般的金属加工中，通常是迅速切除金属并形成光洁表面，工序就算终结，但攻丝却不完全是这样。
首先，攻丝后形成的螺纹必须符合标准规定并能和相配的紧固件旋合；其次，一般工序切削终了退出刀具十分简单，而攻丝完成后退出丝锥所花费的时间，有可能同切削螺纹花费的时间一样多。
所有这些，使得攻丝成为一道既不可缺少，又是缓慢而令人厌烦的工序。
除了上述共性问题之外，其它一些因素也会增加攻丝的困难：这些因素主要可分为同材料有关和同操作有关二大类。
而不论在何种情况下，丝锥的正确选择都会对攻丝效果产生截然不同的影响：攻很多孔、攻一个孔或完全攻不动。
下面简要介绍一些现场工艺人员和工具制造技术人员在克服攻丝困难时，已经做过的工作。
工件材料的问题在难加工材料上攻丝，可能是一件既费工又费钱的事。
Besly products公司的工程经理Dan Gajolosik指出：在难加工材料上攻丝的主要困难，是由于切削时产生的热量和工件材料的收缩包住了刀具。
钛合金在这方面表现得最为明显。
他建议，在这种材料上攻丝时，采用的丝锥要有较大的齿形铲背量和倒锥度，以防丝锥工作卡死。
此外，Gajolosik指出，丝锥基体的强度也很重要。
由于工件的硬度和强度高，常使丝锥牙顶很快磨钝。
这种情况下，则推荐采用高性能高速钢丝锥，它们具有较高的韧性、红硬性以及抗变形和抗磨损性能。
Guhring公司的丝锥应用专家Paul Motzel说，当设计加工硬材料的丝锥时，采用小前角是至关重要的，这可使丝锥切削时有较大的支承。
Stellite引是一种镍基超级合金，属于最难加工的材料之一。
Mike Brown是一计算机集成加工公司的业主，接到了一批订单。
要用这种材料加工航天发动机的风扇叶片。
每台发动机25片，每件上要加工一个10～32UNF—2B的螺方通孔，作为拆卸叶片时旋入顶丝之用。
开始时，公司了解到这种材料有很强的“记忆”功能——加工后缩回原状的倾向。
钛合金零件钳工钻孔、攻丝工艺探讨
钛合金零件钳工钻孔、攻丝工艺探讨摘要】：钛合金零件是现代机械加工的重要原材料之一，其获取来源广泛，使用方式简单，因此获得广泛的运用。
本文针对钛合金零件的钳工钻孔、攻丝工艺进行研究，对于优化其工艺生产提出了对应的措施建议，想将其分析阐述如下。
【关键词】：钛合金；零件钳工；钻孔；攻丝工艺探讨钛合金的特点是质量轻强度高，对比常规化的金属，钛合金得到了现代社会的关注。
结合钛合金零件的使用特点，这种材料的摩擦系数大，且导热性差，加工的时候热量不容易散去，也容易产生刀具表面烧伤的问题，该问题在钳工钻孔和攻丝的时候较为常见，对此，其运行的加工难度大，本文针对钛合金的零件钳工钻孔和攻丝技术进行了研究分析，对于优化钳工钻孔技术提出了对应的优化措施建议，现将其分析阐述方如下。
的抗腐蚀性高，且耐热性好，因此1.分析钛合金金属零件的使用特点钛合金金属零件中，“壳体零件”较为常见，其属于零组件安装的重要部件之一，且其属于整个零件的重要受力设备，加工时候整个装置的钻孔和加工的攻丝的精度高，处理材料也多为钛合金。
2.分析钛合金的物理特点钛合金具有比重小，强度高且热强度好的特定，结合热稳定性和抗腐蚀性的特点分析，其在运作中，可以不断减少产品的重量，提升整个装置的推重比和结构的抗热性能。
因此主要在航天航空，石油产业中较为常见。
对比传统的金属设备，钛合金的特点有①导热系数小，切削耐受温度不高，钛合金的导热系数是钛的二分之一，远低于铁和铝，可见，钛合金的切削温度低，温度控制要求低。
②钛合金的切削变形系数小，且单位面积的切削力大，经过切刃处理后，也会向上翻卷，且刀具单位面积上承重的压力也比常规的钢材大得多。
③化学活性问题，针对钛合金的温度特点，其在300℃高温下十分容易和刀具材料发生亲和性变化，产生较为明显的粘结问题。
3.基于钛合金的使用要求，分析其在钻工和攻丝方面的使用结果钛合金的加工难度大，这是因为钛合金本身的力学性质，化学，物理等特性，提升整个钛合金金属工具的实用特性。
钛合金管攻丝工艺流程
钛合金管攻丝工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!钛合金管攻丝工艺流程。
1. 材料准备。
选择符合规定材质和尺寸的钛合金管材。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钛合金攻丝是钛合金切削加工中最困难的工序，特别是攻制小螺纹。
这种困难主要表现在攻丝时的总扭矩大，约为45号钢的2倍；丝锥刀齿过快地磨损、崩刃，甚至被“咬死”在螺纹孔内而折断。
这是由于钛合金的弹性模量太小，螺纹表面产生很大的回弹，使丝锥与工件接触的面积增大，造成很大的摩擦扭矩，磨损加剧；另外，切屑细小不易拳曲，有粘刀现象，造成排屑困难。
因此，解决钛合金攻丝问题的关键是减小攻丝时丝锥与工件的接触面积。
（1）普通丝锥：必须经过技术处理后方能攻制钛合金螺纹。
对普通丝锥进行处理的措施为：增大容屑空间，减少齿数；在校准齿上留出0.2～0.3 mm的刀带后，将后角加大到20°～30°，并沿丝锥全长磨去齿背中段；保留2～3扣校准齿后将后部的倒锥由0.05～0.2 mm/100 mm增大至0.16～0.32 mm/100 mm。
当其他条件完全相同时，若将齿背宽度减小（磨去）1/2～2/3，攻丝扭矩下降1/4～1/3。
（2）修正齿丝锥：修正齿丝锥是把标准丝锥的成形法加工螺纹改为渐成法，工作原理如图7-6所示。
由图可知，修正齿丝锥的齿形角α0小于螺纹齿形角α1，使丝锥齿侧与被切螺纹侧表面形成一侧隙角φ=（α1-α0）/2，并将丝锥螺纹做出较大的倒锥，使得摩擦扭矩大大减小，同时也利于切削液的冷却润滑。
标准丝锥的倒锥是从校准齿开始的，倒锥量为（0.05～0.2）mm/100 mm；修正齿丝锥的倒锥则是从第一个切削齿开始，并且倒锥数值远大于标准丝锥，如κr =7°30′的修正齿丝锥可达1.437 mm/100 mm。
由于倒锥量加大，修正齿丝锥的校准部分便起不了导向作用，在切削锥前端时必须做出圆柱导向部，以避免丝锥刚攻入时产生歪斜，圆柱导向部的公称尺寸及公差取决于攻丝前的底孔尺寸。
图7-7是修正齿丝锥的结构和几何参数示例。
修正齿丝锥攻制的螺纹表面粗糙度不如成形式丝锥。
（3）跳牙丝锥：跳牙丝锥是在切削齿和校准齿上相间地去掉螺扣，其最大的特点是有效地减小了丝锥与工件的接触面积，使攻丝扭矩显著下降。
由于间齿攻丝，相邻螺扣侧刃之间有较宽绰的空间，改善了容屑和切削液进入切削区的条件，提高了丝锥的耐用度；同时在制造丝锥时，砂轮外缘顶部也不需过分尖锐，改善了磨削条件。
跳牙丝锥示意图见图7-8。
在相同的切削条件下经试验比较，跳牙丝锥的攻丝扭矩约为标准丝锥的3 0％～50％，修正齿丝锥的35％～60％，耐用度比修正齿丝锥高1～3倍，用跳牙丝锥对钛合金攻丝效果最好。
（4）螺纹底孔：对钛合金攻丝一般按牙高率（螺孔实际牙型高度与理论高度的比率）不超过70％为依据来选取底孔直径大小，即螺纹底孔直径d1=d0-0.75 7 8p（d0为螺纹公称尺寸，p为螺矩）。
小直径或粗牙螺纹牙高率可取大一些，被加工材料强度低或螺纹深度小于螺纹基本直径时，可适当增大牙高率，但过大会增大攻丝扭矩，甚至折断丝锥。
为保证攻丝精度和表面质量，螺纹底孔应为铰后的孔。
钛合金的攻丝速度要根据材料的类型和硬度来确定。
α钛合金的攻丝速度一般取Vc=7.5～12 m/min，α+β钛合金取Vc=4.5～6 m/min，β钛合金取Vc= 2～3.5 m/min；钛合金的硬度≤HB350时选用较高的切削速度，反之选用较低的切削速度。
对钛合金攻丝时，一般用含Cl、P的极压切削液效果较好，但含Cl 的极压切削液攻丝后必须清洗干净，防止零件晶间腐蚀；也可用蓖麻油60％、煤油40％的混合油作切削液。
钻孔为半封闭式切削，对钛合金钻孔过程中切削温度很高，钻孔后回弹大，钻屑长而薄，易粘结而不易排出，经常造成钻头被咬住、扭断等恶性事故。
因此要求钻头具有高的强度和好的刚性，钻头与钛合金的化学亲和性要小，最好采用硬质合金钻头，但目前最常用的仍是麻花钻，经过采取一些措施改进后，也能取得较好的效果。
(1)改进钻头：为满足对钛合金钻孔的需要，应对麻花钻采取以下改进措施：
加大钻头顶角，2Ф=135°～140°；增大钻头外缘处后角，取12°～15°；
增大螺旋角，p=35°～40°；增大钻心厚度，取(0.22～0.4)d
o (d
o
为钻头直径)。
采用“S”形或“X”形修磨钻头横刃，横刃长度b=(0.08～0.1)d
o
，同时保
证横刃的对称度≤0.06 mm。
两种形式的横刃均可形成第二切削刃，起到分屑作用和减小钻孔时的轴向力。
最常用的是在麻花钻上磨出适于对钛合金钻孔的切削刃形，即钛合金群钻，
其切削部分的形状见图7-1。
图中外内刃顶角2φ和2φ′在钻头直径d
o
>3～10mm
时均为130°～140°，d
o >10～30 mm时为125°～140°；外刃后角α在d
o
>3～
10 mm时为12°～18°，d
o
>10～30 mm时为10°～15°；横刃斜角ψ=45°；内
刃前角γτ=-10°～-15°；内刃斜角τ=10°～15°；圆弧刃后角a
R
=18°～20°。
钛合金群钻的有关参数和钻削用量见表7-8和表7-9。